Giáo trình Tài nguyên khoáng sản - Hoàng Anh Vũ

TRƢỜNG ĐẠI HỌC QUẢNG BÌNH KHOA NÔNG – LÂM - NGƢ ----------   ---------- GIÁO TRÌNH TÀI NGUYÊN KHOÁNG SẢN (Gi{o trình lƣu h|nh nội bộ) Ngƣời biên soạn: Th.S Hoàng Anh Vũ Quảng Bình, năm 2015 MỤC LỤC PHẦN I: NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN VỀ KHOÁNG SẢN ...................................... 1 CHƢƠNG I: ĐẠI CƢƠNG VỀ KHOÁNG SẢN ............................................................ 1 1.1. Các thuật ngữ cơ bản .............................................................................................. 1 1.2. Phân loại khoáng sản .............................................................................................. 2 1.2.1. Phân loại khoáng sản ........................................................................................ 2 1.2.2. Phân loại quặng ................................................................................................ 3 1.3. Tổng quan về học phần .......................................................................................... 4 1.3.1. Ý nghĩa của khoáng sản ................................................................................... 4 1.3.2. Sơ lƣợc tình hình nghiên cứu và khai thác khoáng sản ở Việt Nam ........... 5 CHƢƠNG II: TH\NH PHẦN VỎ TR[I ĐẤT VÀ QUÁ TRÌNH TẠO QUẶNG ... 6 2.1. Cấu trúc và thành phần trung bình của vỏ tr{i đất ............................................. 6 2.1.1. Cấu trúc vỏ tr{i đất (VTĐ) ............................................................................ 6 2.1.2. Thành phần vỏ tr{i đất ..................................................................................... 8 2.2. Các nguyên tố tạo đ{, tạo quặng ......................................................................... 10 2.2.1. Nguyên tố tạo đ{ ............................................................................................ 10 2.2.2. Nguyên tố tạo quặng ...................................................................................... 10 2.2.3. Nguyên tố vừa tạo đ{ vừa tạo quặng .......................................................... 11 2.3. Quá trình di chuyển, tập trung các nguyên tố và sự tạo mỏ ............................ 11 2.4. Phƣơng thức kết đọng mỏ khoáng ...................................................................... 13 2.5. Quá trình tạo khoáng và nguồn cung cấp vật chất ............................................ 14 CHƢƠNG III: CẤU TRÚC MỎ KHOÁNG, THÂN KHOÁNG VÀ THÀNH PHẦN KHOÁNG ............................................................................................................... 15 3.1. Thân khoáng, hình thái, thế nằm và cấu trúc bên trong ................................... 15 3.1.1. Khái quát về thân khoáng .............................................................................. 15 3.1.2. Hình dạng thân khoáng (thân quặng) .......................................................... 16 3.2. Thành phần khoáng vật trong thân khoáng ....................................................... 18 3.2.1. Thành phần khoáng vật ................................................................................. 18 3.2.2. Nguồn gốc khoáng vật quặng ....................................................................... 18 3.2.3. Tổ hợp cộng sinh khoáng vật ........................................................................ 19 3.2.4. Nghiên cứu thành phần vật chất quặng/mỏ quặng .................................... 19 3.3. Cấu tạo, kiến trúc quặng ...................................................................................... 19 3.3.1. Cấu tạo quặng ................................................................................................. 19 3.3.2. Kiến trúc quặng ............................................................................................... 20 PHẦN THỨ HAI: CÁC MỎ KHOÁNG CÔNG NGHIỆP ........................................ 21 CHƢƠNG 4: KIM LOẠI ĐEN ......................................................................................... 21 4.1. SẮT: Fe ................................................................................................................... 21 4.1.1. Tính chất và công dụng .................................................................................. 21 4.1.2. Đặc điểm địa hoá và các khoáng vật chứa Fe đặc trƣng ............................. 21 4.1.3. Các loại hình mỏ công nghiệp chủ yếu của Fe ............................................. 22 4.1.4. Các mỏ Fe ở Việt Nam .................................................................................... 24 4.2. MANGAN: Mn ...................................................................................................... 26 4.2.1. Tính chất và công dụng .................................................................................. 26 4.2.2. Đặc điểm địa hoá và các khoáng vật chứa Mn đặc trƣng ........................... 26 4.2.3. Các loại hình mỏ công nghiệp chủ yếu của Mn ........................................... 27 4.2.4. Các mỏ Mn ở Việt Nam .................................................................................. 28 4.3. CROM: Cr .............................................................................................................. 28 4.3.1.Tính chất và dụng ............................................................................................ 28 4.3.2. Đặc điểm địa hoá và các khoáng vật chứa Cr đặc trƣng ............................ 28 4.3.3. Các loại hình mỏ công nghiệp chủ yếu của Cr ............................................ 29 4.3.4. Các mỏ Cr ở Việt Nam ................................................................................... 30 4.4. TITAN: Ti ............................................................................................................... 30 4.4.1. Tính chất và công dụng .................................................................................. 30 4.4.2. Đặc điểm địa hoá và các khoáng vật chứa Ti đặc trƣng ............................. 30 4.4.3. Các loại hình mỏ công nghiệp chủ yếu của Ti ............................................. 31 4.4.4. Các mỏ Ti ở Việt Nam .................................................................................... 31 4.5. VONFRAM VÀ MOLIPDEN: W, Mo.................................................................. 33 4.5.1. Tính chất và công dụng .................................................................................. 33 4.5.2. Đặc điểm địa hoá và các khoáng vật chứa W, Mo đặc trƣng ..................... 33 4.5.3. Các loại hình mỏ công nghiệp chủ yếu của W, Mo ..................................... 34 4.5.4. Các mỏ W, Mo ở Việt Nam ............................................................................ 36 CHƢƠNG 5: KIM LOẠI MÀU ........................................................................................ 38 5.1. ĐỒNG: Cu ............................................................................................................. 38 5.1.1. Tính chất và công dụng .................................................................................. 38 5.1.2. Đặc điểm địa hoá và các khoáng vật chứa Cu đặc trƣng ............................ 38 5.1.3. Các loại hình mỏ công nghiệp chủ yếu của Cu............................................ 39 5.1.4. Các mỏ Cu ở Việt Nam ................................................................................... 40 5.2. CHÌ, KẼM: Pb, Zn ................................................................................................. 41 5.2.1. Tính chất và công dụng .................................................................................. 41 5.2.2. Đặc điểm địa hoá và các khoáng vật chứa Pb, Zn đặc trƣng ..................... 42 5.2.3. Các loại hình mỏ công nghiệp chủ yếu của Pb, Zn ..................................... 42 5.2.4. Các mỏ Pb, Zn ở Việt Nam ............................................................................ 43 5.3. NHÔM: Al ............................................................................................................. 44 5.3.1. Tính chất và công dụng của Al ...................................................................... 44 5.3.2. Đặc điểm địa hoá và các khoáng vật chứa Al đặc trƣng ............................. 45 5.3.3. Các loại hình mỏ công nghiệp chủ yếu của Al............................................. 46 5.3.4. Các mỏ Al ở Việt Nam .................................................................................... 46 5.4. THIẾC: Sn .............................................................................................................. 47 5.4.1. Tính chất vật lý và công dụng ....................................................................... 47 5.4.2. Đặc điểm địa hoá và các khoáng vật chứa Sn đặc trƣng ............................ 47 5.4.3. Các loại hình mỏ công nghiệp chủ yếu của Sn ............................................ 48 5.4.4. Các mỏ Sn ở Việt Nam. .................................................................................. 49 CHƢƠNG 6. NGUYÊN LIỆU CÔNG NGHIỆP HOÁ. ............................................. 52 6.1. MUỐI KHOÁNG .................................................................................................. 52 6.1.1. Tính chất vật lý và công dụng ....................................................................... 52 6.1.2. Đặc điểm địa hóa và các khoáng vật đặc trƣng .......................................... 52 6.1.3. Các loại hình nguồn gốc mỏ khoáng ............................................................ 52 6.2. LƢU HUỲNH ........................................................................................................ 54 6.2.1. Tính chất vật lý và công dụng ....................................................................... 54 6.2.2. Đặc điểm địa hóa và các khoáng vật đặc trƣng ........................................... 55 6.2.3. Các loại hình nguồn gốc mỏ khoáng ............................................................ 55 6.3. PHOTPHO ............................................................................................................. 56 6.3.1. Tính chất vật lý và công dụng ....................................................................... 56 6.3.2. Đặc điểm địa hóa và các khoáng vật đặc trƣng ........................................... 58 6.3.3. Các loại hình nguồn gốc mỏ khoáng ............................................................ 58 CHƢƠNG 7. NHÓM VẬT LIỆU XÂY DỰNG VÀ GỐM SỨ ................................... 60 7. 1. C{c đ{ magma, biến chất, carbonat dùng làm vật liệu xây dựng ............... 60 7.2. Cát, cuội, sỏi....................................................................................................... 60 7.3. Felspat, sét, kaolin ............................................................................................. 61 PHẦN III: QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN KHOÁNG SẢN .............................................. 63 CHƢƠNG 8: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN TRONG PHÁP LUẬT VỀ KHOÁNG SẢN. HỆ THỐNG CƠ QUAN QUẢN LÝ NH\ NƢỚC VỀ KHOÁNG SẢN ......... 63 8.1. Một số khái niệm cơ bản về điều tra cơ bản địa chất về tài nguyên khoáng sản và hoạt động khoáng sản ............................................................................................ 63 8.1.1. Điều tra cơ bản về tài nguyên khoáng sản ................................................... 63 8.1.2. Hoạt động khoáng sản ................................................................................... 64 8.2. Chức năng, nhiệm vụ, quyền hạn của cơ quan quản lý nh| nƣớc về khoáng sản ở Trung ƣơng......................................................................................................... 65 8.2.1. Bộ T|i nguyên v| Môi trƣờng (TN&MT)...................................................... 65 8.2.2. Cục Địa chất và Khoáng sản (ĐC&KS) Việt Nam ....................................... 66 8.2.3. Bộ Công Thƣơng, Bộ Xây dựng ..................................................................... 68 8.3. Chức năng, nhiệm vụ, quyền hạn của cơ quan quản lý nh| nƣớc về khoáng sản ở địa phƣơng ......................................................................................................... 69 8.3.1. Uỷ ban nhân dân tỉnh, thành phố trực thuộc Trung ƣơng ......................... 69 8.3.2. Sở TN&MT cấp tỉnh ........................................................................................ 70 8.3.3. Ủy ban nhân dân cấp huyện, Ủy ban nhân dân cấp xã trong phạm vi nhiệm vụ, quyền hạn của mình............................................................................... 72 CHƢƠNG 9. C[C CÔNG CỤ KINH TẾ TRONG QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN KHOÁNG SẢN ................................................................................................................... 73 9.1. Khái niệm, vai trò, ý nghĩa ................................................................................... 73 9.1.1. Khái niệm......................................................................................................... 73 9.1.2. Vai trò............................................................................................................... 73 9.1.3. Ý nghĩa ............................................................................................................. 73 9.2. Các công cụ kinh tế trong quản lý tài nguyên khoáng sản ............................... 73 9.2.1 Chính sách thuế ............................................................................................... 73 9.2.2. Phí ..................................................................................................................... 78 9.2.3 Kí quỹ cải tạo, phục hồi môi trƣờng trong hoạt động khai thác khoáng sản .................................................................................................................................... 80 9.2.4 Đặt cọc và hoàn trả .......................................................................................... 81 9.2.5 Quyền sở hữu ................................................................................................... 81 9.2.6 Quỹ môi trƣờng ............................................................................................... 82 9.2.7 Ƣu đãi, trợ cấp ................................................................................................. 82 9.2.8 Bảo hiểm ........................................................................................................... 82 9.3. Ảnh hƣởng của công cụ kinh tế đến quản lý tài nguyên khoáng sản ............. 83 9.3.1 Lợi ích ............................................................................................................... 83 9.3.2 Một số hạn chế trong việc sử dụng các công cụ kinh tế ............................... 83 TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................................. 84 Giáo trình Tài nguyên khoáng sản 1 PHẦN I: NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN VỀ KHOÁNG SẢN CHƢƠNG I: ĐẠI CƢƠNG VỀ KHOÁNG SẢN Các thuật ngữ cơ bản KHOÁNG SẢN (KS): là khoáng vật, khoáng chất có ích đƣợc tích tụ tự nhiên ở thể rắn, thể lỏng, thể khí tồn tại trong lòng đất, trên mặt đất, bao gồm cả khoáng vật, khoáng chất ở bãi thải của mỏ. TÀI NGUYÊN KHOÁNG SẢN (TNKS): Những tích tụ tự nhiên của các khoáng chất bên trong hoặc trên bề mặt vỏ tr{i đất, có hình thái, số lƣợng và chất lƣợng đ{p ứng những tiêu chuẩn tối thiểu để có thể khai thác, sử dụng một hoặc một số loại khoáng chất từ các tích tụ n|y đem lại hiệu quả kinh tế tại thời điểm hiện tại hoặc tƣơng lai. TNKS đƣợc chia th|nh: TNKS x{c định và TNKS dự báo. KHOÁNG VẬT: là các hợp chất tự nhiên đƣợc hình thành trong các quá trình địa chất. Thuật ngữ "khoáng vật" bao hàm cả thành phần hóa học của vật liệu lẫn cấu trúc khoáng vật. Các khoáng vật có thành phần hóa học thay đổi từ dạng các nguyên tố hóa học tinh khiết và các muối đơn giản tới các dạng phức tạp nhƣ c{c silicat với hàng nghìn dạng đã biết. Công việc nghiên cứu khoáng vật đƣợc gọi là khoáng vật học. QUẶNG: Đất đ{ hay th|nh tạo khoáng vật có chứa các hợp phần có ích với h|m lƣợng bảo đảm thu hồi chúng có lợi trong hoàn cảnh kinh tế - kỹ thuật hiện tại. MỎ KHOÁNG SẢN: Tập hợp tự nhiên các khoáng sản, có số lƣợng tài nguyên, chất lƣợng v| đặc điểm phân bố đ{p ứng yêu cầu tối thiểu để khai thác, chế biến, sử dụng trong điều kiện công nghệ, kinh tế hiện tại hoặc trong tƣơng lai gần BIỂU HIỆN KHOÁNG SẢN: Tập hợp tự nhiên các khoáng chất có ích trong lòng đất, đ{p ứng yêu cầu tối thiểu về chất lƣợng (quy định riêng), nhƣng chƣa rõ về tài nguyên và khả năng khai th{c, sử dụng, hoặc có tài nguyên nhỏ chƣa có yêu cầu khai th{c trong điều kiện công nghệ và kinh tế hiện tại. BIỂU HIỆN KHOÁNG HÓA: Tập hợp tự nhiên các khoáng chất có ích trong lòng đất nhƣng chƣa đạt yêu cầu tối thiểu về chất lƣợng hoặc chƣa l|m rõ đƣợc chất lƣợng của chúng. Giáo trình Tài nguyên khoáng sản 2 THÂN KHOÁNG SẢN (THÂN QUẶNG/THÂN KHOÁNG): Tập hợp tự nhiên liên tục khoáng chất có ích đó đƣợc x{c định chất lƣợng, kích thƣớc và hình th{i đ{p ứng các chỉ tiêu hƣớng dẫn của khai thác công nghiệp. ĐỚI KHOÁNG HÓA: Một phần của cấu trúc địa chất, trong đó có c{c th}n khoáng sản hoặc các biểu hiện liên quan đến kho{ng hóa nhƣ đới biến đổi nhiệt dịch vây quanh khoáng sản, đới tập trung khe nứt, đới dập vỡ... thuận lợi cho tạo khoáng. TRỮ LƢỢNG KHOÁNG SẢN: T|i nguyên x{c định đƣợc tính toán theo kết quả c{c công t{c thăm dò địa chất: làm rõ số lƣợng, chất lƣợng, điều kiện kỹ thuật mỏ, địa chất công trình – địa chất thủy văn, sinh th{i, điều kiện khai thác và giá trị kinh tế. TÀI NGUYÊN DỰ BÁO KHOÁNG SẢN: T|i nguyên chƣa đƣợc x{c định đƣợc tính to{n trên cơ sở các tiền đề địa chất thuận lợi v| so s{nh tƣơng tự với những mỏ đã biết, cũng nhƣ kết quả công t{c đo vẽ địa chất, địa hóa, địa vật lý. Nhìn chung, TNDB đƣợc đ{nh gía theo vùng quặng, nút quặng, điểm quặng,<. ĐIỀU TRA CƠ BẢN ĐỊA CHẤT VỀ KHOÁNG SẢN: là hoạt động nghiên cứu, điều tra về cấu trúc, thành phần vật chất, lịch sử phát sinh, phát triển vỏ trái đất v| c{c điều kiện, quy luật sinh kho{ng liên quan để đ{nh gi{ tổng quan tiềm năng kho{ng sản l|m căn cứ khoa học cho việc định hƣớng hoạt động thăm dò khoáng sản. HOẠT ĐỘNG KHOÁNG SẢN: bao gồm hoạt động thăm dò kho{ng sản, hoạt động khai thác khoáng sản. THĂM DÒ KHO[NG SẢN: là hoạt động nhằm x{c định trữ lƣợng, chất lƣợng khoáng sản và các thông tin khác phục vụ khai thác khoáng sản. KHAI THÁC KHOÁNG SẢN: là hoạt động nhằm thu hồi khoáng sản, bao gồm xây dựng cơ bản mỏ, khai đ|o, ph}n loại, làm giàu và các hoạt động khác có liên quan. Phân loại khoáng sản Phân loại khoáng sản Tùy theo tính chất và công dụng, có thể chia khoáng sản ra các nhóm khác nhau. a. Khoáng sản nhiên liệu + Dầu mỏ và khí cháy; + Nhiên liệu cứng ch{y: than bùn, than đ{, than n}u, đ{ phiến cháy. Giáo trình Tài nguyên khoáng sản 3 b. Khoáng sản kim loại + Sắt và hợp kim sắt: Fe, Mn, Cr, Mo, W, Ni, Co; + Kim loại cơ bản: Bi, Sb, Cu, Pb, Zn, Sn, As, Hg; + Kim loại nhẹ: Al, Ti, Zr; + Kim loại quý: Au, Ag, Pt; + Kim loại phóng xạ: U, Th; + Đất hiếm: TR, Ta, Nb; V, Be, Li. c. Khoảng sản không phải là kim loại + Khoáng chất công nghiệp: * Nguyên liệu hoá chất & phân bón: apatit, barit, fluorit, phosphorit, S tự sinh, pyrit, serpentin, than bùn< * Nguyên liệu gốm sứ, thủy tinh và vật liệu chịu lửa: sét gốm, dolomit, felspat, quarzit, magnesit, kaolin, cát thủy tinh, diatomit, disten – silimanit,< * Nguyên liệu kỹ thuật và các nguyên liệu khác cho các ngành công nghiệp: graphit, talc, asbet, mica, thạch anh, bentonit, corindon, najdac, granat, glaconit,,vivialit, spat băng đảo, thạch anh quang {p,< + Đá quý - nửa quý: